Лабораторна робота № 9

“Випробування на горючість, визначення груп горючості та займистості будівельних матеріалів“

Мета роботи: ознайомитися з основними положеннями пожежної безпеки, методами випробування для віднесення будівельних матеріалів до горючих або негорючих, визначення групи горючості та займистості будівельних матеріалів

1. Загальні відомості

Пожежа – неконтрольоване горіння поза спеціальним осередком, що розповсюджується в часі і просторі. Небезпечним чинником пожежі (НЧП) слід вважати чинник пожежі, вплив якого призводить до травми, отруєння або загибелі людини, а також до матеріального збитку. Небезпечними чинниками пожежі що впливають на людей, є: полум’я та іскри; підвищена температура навколишнього середовища; токсичні продукти горіння і термічного розкладання; дим; знижена концентрація кисню. До вторинних проявів НЧП відносяться: уламки зруйнованих апаратів, агрегатів, установок, конструкцій; радіоактивні й токсичні речовини і матеріали, що з'являються із зруйнованого устаткування; електричний струм, що з’явився внаслідок виносу високої напруги на струмопровідні частини апаратів, агрегатів, конструкцій; небезпечні чинники вибуху; вогнегасні речовини.

Пожежна небезпека – це можливість виникнення та (або) розвитку пожежі, закладена в будь-якому стані або процесі, або речовині.

Під пожежною безпекою розуміють стан об'єкта, при якому з регламентованою імовірністю виключається можливість виникнення і розвитку пожежі та впливу на людей небезпечних чинників пожежі, а також забезпечується захист матеріальних цінностей. Пожежна безпека об'єкта регламентується ДСТ, ДБН, правилами пожежної безпеки, а також інструкціями з забезпечення пожежної безпеки на окремих об'єктах [1-7]. Пожежна безпека об'єкта повинна забезпечуватися системою запобігання пожежі і системою пожежного захисту [1]. Cистема запобігання пожежі – комплекс організаційних заходів і технічних засобів, спрямованих на виключення умов виникнення пожежі. Система протипожежного захисту – сукупність організаційних заходів і технічних засобів, спрямованих на запобігання впливу на людей небезпечних чинників пожежі та обмеження матеріального збитків від неї.

Горіння – це екзотермічна реакція окислення речовини, що супроводжується виділенням диму та (або) виникнення полум’я і (або) свіченням. Залежно від швидкості процесу горіння може відбуватися у формі власно горіння, вибуху і детонації.

Для виникнення і розвитку процесу горіння необхідна наявність трьох складових: пальної речовини, окислювача (кисню повітря) і джерела запалювання. Для припинення горіння достатньо усунути хоча б одну з цих складових.

Для виникнення горіння пальна система (пальна речовина й окислювач) повинна бути нагріта до певної температури. Цю роль виконує джерело запалювання (полум'я, іскра, тепловий прояв удару, стиски, тертя, хімічної реакції та ін.). У сталому процесі горіння постійним джерелом запалення є зона горіння.

Багато речовин при нагріванні до певної температури спроможні самоспалахувати.

Ряд речовин має здатність до самозаймання. Під ним розуміють явище різкого збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що призводять до виникнення горіння речовини при відсутності джерела запалювання.

Речовини схильні до самозаймання діляться на три групи:

- самозаймисті від дії повітря (рослинні олії і тваринні жири, нанесені тонким прошарком на волокнисті і порошкоподібні матеріали, торф та ін.);

- викликають появу горіння при дії на них води (негашене вапно, карбід кальцію та ін.);

- самозаймисті при змішуванні один з одним (наприклад, ацетилен, водень і метан у суміші з хлором самозаймаються при денному світлі).

Пожежна небезпека виробничих будинків визначається пожежною небезпекою технологічного процесу і конструктивно-планувальних рішень будинків.

Технологічним процесом в основному визначається можливість виникнення пожежі або вибуху, швидкість поширення і розміри пожежі. Від конструктивно-планувальних рішень багато в чому залежать межа поширення пожежі і її наслідки. Кількістю пальних матеріалів у приміщенні, їх теплістю згоряння і швидкістю горіння визначаються тривалість і температурний режим пожежі. Виходячи з властивостей використовуваних речовин і умов їх застосування або опрацювання, всі виробництва і склади діляться на п'ять категорій [7]: А,Б - вибухонебезпечні; В – пожежонебезпечні; Г і Д.

Категорія вибухопожежонебезпечності конкретного об'єкта визначається відповідно до вимоги ОНТП 24-86 [8]. Категорія вибухонебезпечності виробництва обумовлює вимоги до вогнестійкості виробничих будинків, а також до групи займистості матеріалів і конструкцій, використовуваних для будівництва.

Під вогнестійкістю розуміють здатність будівельних конструкцій і елементів зберігати свою несучу здатність, а також чинити опір виникненню наскрізних отворів чи прогріванню до критичних температур і поширенню вогню. Існує п'ять ступенів вогнестійкості будинків і споруд, що характеризуються межами вогнестійкості будівельних конструкцій, тобто часом у годинах, по закінченню якого конструкція втрачає свою несучу або захисну спроможність [6].

Межі вогнестійкості будівельних конструкцій залежать від групи займистості і горючості будівельних матеріалів, з яких вони складаються.

Будівельні матеріали залежно від значень параметрів горючості поділя­ють на негорючі (НГ) й горючі (Г).

У деяких випадках крім характеристик горючості будівельних матеріалів необхідно мати дані про здатність їх до займання під впливом променистої теплоти, для визначення займистості. Під займистістю розуміють здатність речовин та матеріалів до спалахування.

Спалахування - це початок полуменевого горіння під дією дже­рела запалювання. При даному стандартному випробуванні характеризується усталеним полуменевим горінням.

Поверхнева щільність теплового потоку (ПЩТП) - променистий тепловий потік, що діє на одиницю поверхні зразка.

Критична поверхнева щільність теплового потоку (КПЩТП) - мінімальне значення поверхневої густини теплового потоку, при якій виникає стійке полуменеве горіння.

Горючі будівельні матеріали залежно від величини КПЩТП поділяють на три групи займистості:

В1 - величина КПЩТП, рівна або більша за 35 кВт·м^-2;

В2 - величина КПЩТП, рівна або більша за 20, але менша за 35 кВт·м^-2;

В3 - величина КПЩТП, менша за 20 кВт·м^-2.

Сутність методу випробування полягає у визначенні займистості мате­ріалу при заданих стандартних рівнях впливу на поверхню зразка променистого теплового потоку та полум'я від джерела запалювання. Рівні впливу проме­нистого теплового потоку повинні знаходитися у межах від 10 до 50 кВт·м^-2. Початковий рівень впливу ПЩТП при випробуваннях дорівнює 30 кВт·м^-2.

Для випробувань виготовляють 15 зразків, що мають форму квадратів зі стороною 165 мм, завтовшки не більше 70 мм. Матеріали, що викорис­товуються тільки як оздоблювальні та облицювальні, а також лакофарбові покриття, випробують у поєднанні з негорючою основою. Випробування будівельних матеріалів на займистість проводять на ус­тановці, показаній на рис. 9.1.

Установка складається з опорної станини, рухомої платформи, джере­ла променистого потоку (радіаційна панель), системи запалювання, що скла­дається з допоміжного стаціонарного пальника з системою пересування, а також допоміжного обладнання. Основною частиною установки є радіаційна панель, що складається з кожуха з теплоізолюючим шаром і нагрівальним елементом потужністю 3 кВт.

Випробування проводять протягом 15 хв. або до спалахування зразка.

Мета випробування – визначення величини КПЩТП, за якої виникає стійке полуменеве горіння. На підставі отриманих результатів встановлюєть­ся група займистості випробуваного матеріалу.

Будівельні матеріали характеризуються в пожежній справі тільки пожежною небезпекою. Пожежна небезпека будівельних матеріалів, у свою чергу, визначається горючістю, займистістю, поширенням полум'я по поверхні, димотворною здатністю та токсичністю.

При виборі будівельних матеріалів слід враховувати, що межі вогнестійкості будівельних конструкцій можуть бути збільшені шляхом їхнього вогнезахисту. Підвищити опірність горючих конструкцій впливу вогню можна шляхом обробки їх антипіренами, фарбами, обмазками, штукатуркою [9,10].

Вогнезахист деревини антипіренами здійснюється:

- просоченням вогнезахисними розчинами під тиском;

- просоченням розчинами вогнезахисних солей методом гаряче-холодних ванн із наступним фарбуванням вогнезахисною фарбою;

- поверхневою вогнезахисною обробкою.

Рис. 9.1. – Установка для випробування матеріалів на займистість: 1-радіаційна панель; 2-за-хисна плита; 3-рухома платформа; 4-противага; 5 – важіль

Поверхневий вогнезахист полягає в нанесенні вогнезахисних покриттів на поверхню деревини. Такому захисту піддаються готові дерев'яні конструкції: крокви, ферми, арки, прогони та ін. Оброблені вогнезахисними засобами дерев'яні конструкції стають важкозаймистими (при поверхневій обробці).